Холестерол и желчные кислоты, представление об эмульгировании жиров. Структура и классификация фосфолипидов

1. Холестерол – жироподобное вещество, жизненно необходимое организму. Он образуется в печени, а также поступает в организм с пищей, в основном с мясными и молочными продуктами. Холестерол участвует в образовании клеточных мембран всех органов и тканей тела. На основе холестерола создаются гормоны, которые участвуют в росте, развитии организма и реализации функции воспроизведения. Из него образуются желчные кислоты, благодаря которым в кишечнике всасываются жиры.

Холестерол нерастворим в воде, поэтому для перемещения по организму он «упаковывается» в белковую оболочку, состоящую из специальных белков – аполипопротеинов. Получившийся комплекс (холестерол + аполипопротеин) называется липопротеином. В крови циркулирует несколько типов липопротеинов, различающихся пропорциями входящих в их состав компонентов:

липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП),

липопротеины низкой плотности (ЛПНП),

липопротеины высокой плотности (ЛПВП).

Липопротеины высокой плотности состоят в основном из белковой части и содержат немного холестерола. Их основная функция – переносить излишки холестерола обратно в печень, откуда они выделяются в виде желчных кислот. Поэтому холестерол ЛПВП также называют «хорошим холестеролом». В состав ЛПВП входит около 30 % холестерола крови.

Если у человека есть наследственная предрасположенность к повышению холестерола или он употребляет слишком много жирной пищи, то уровень холестерола в крови может повышаться, так что его излишки не будут полностью выводиться липопротеинами высокой плотности. Он начинает откладываться в стенках сосудов в виде бляшек, которые могут ограничивать движение крови по сосуду, а также делать сосуды более жесткими (атеросклероз), что значительно повышает риск заболеваний сердца (ишемической болезни, инфаркта) и инсульта.

Высокие значения ХС ЛПВП уменьшают риск развития бляшек в сосудах, так как способствуют удалению избыточного холестерола из организма. Снижение ХС ЛПВП даже при нормальном уровне общего холестерола и его фракций ведет к прогрессированию атеросклероза.

Желчные кислоты образуются в печени из холестерина и выделяются с желчью. В желчном пузыре желчь концентрируется в 4-10 раз и далее поступает в кишечник.

В состав желчи входят четыре основные желчные кислоты: холевая (38%), хенодезоксихолевая (34%), дезоксихолевая (28%) и литохолевая (2%). Из кишечника (преимущественно из повздошной кишки) всасывается 90% желчных кислот, и с током портальной крови они вновь поступают в печень.

Желчные кислоты участвуют в переваривании жиров, способствуя их эмульгированию в кишечнике. Общий уровень желчных кислот в сыворотке крови отражает реабсорбцию из кишечника тех желчных кислот, которые не экстрагировались при первом прохождении через печень. Результаты исследования по определению концентрации желчных кислот в сыворотке крови не только подтверждают повреждение печени, но и позволяют оценить ее выделительную функцию, а также наличие системного шунтирования крови (при наличии анастомозов желчные кислоты попадают в общий кровоток, минуя печень).

Основное переваривание жиров проис­ходит в тонком кишечнике, однако, уже в же­лудке небольшая часть жиров гидролизуется под действием малоактивного фермента желудочной липазы («липазы языка»). Этот фермент син­тезируется железами на дорсальной поверхнос­ти языка и относительно устойчив при кислых значениях рН желудочного сока. Поэтому он действует в течение 1—2 ч на жиры пищи в же­лудке.

Вклад этой липазы в переварива­ние жиров у взрослых людей незначителен, так как:

- во-первых, в желудочном соке взрослого человека и других млекопитающих содержание липазы крайне низкое.

- во-вторых, рН желудочного сока далек от оптимума действия этого фермента (оптимальное значение рН для желудочной липазы 5,5-7,5).

- в-третьих, в желудке отсутствуют условия для эмульгирования триглицеридов, а липаза может активно действовать только на триглицериды, находящиеся в форме эмульсии.

В связи с этим у взрослых людей не эмульгированные триглицериды, составляющие основную массу пищевого жира, проходят через желудок без особых изменений.

Вместе с тем, расщепление триглицеридов в желудке играет важную роль в пищеварении у детей, особенно грудного возраста. Слизистая оболочка корня языка и примыкающей к нему области глотки ребенка грудного возраста секретирует собственную липазу в ответ на сосательные и глотательные движения. Эта липаза получила название лингвальной. Активность лингвальной липазы не успевает проявиться в ротовой полости, основным местом ее действия является желудок. Оптимум рН лингвальной липазы в пределах 4,0-4,5; он близок к величине рН желудочного сока у грудных детей.

Несмотря на то, что расщепление триглицеридов в желудке взрослого человека невелико, оно в определенной степени облегчает последующее переваривание их в кишечнике: приводит к появлению свободных жирных кислот, которые подвергаясь всасыванию в желудке, поступают в кишечник и способствуют там эмульгированию жиров, облегчая, таким образом, воздействие на нихлипазы панкреатического сока.

Основное расщепление липидов происходит в кишечнике, в первую очередь в двенадцатиперстной кишке. После того, как в нее попадает химус, происходит нейтрализация попавшей в кишечник с пищей соляной кислоты желудочного сока бикарбонатами, содержащимися в панкреатическом и кишечном соках. Выделяющиеся при разложении бикарбонатов пузырьки углекислого газа (СО2) способствуют хорошему перемешиванию пищевой кашицы с пищеварительными соками.

В этот отдел кишечника поступают также сок поджелудочной железы, содержащий ферменты расщепления жиров – панкреатические липазы, и желчь из желчного пузыря. Она содержит главным обра­зом желчные кислоты и в небольшом количе­стве в ней имеются фосфолипиды и холестерол. После приёма жирной пищи желч­ный пузырь сокращается и желчь изливается в просвет двенадцатиперстной кишки.

Желчные кислоты выполняют в организме следующие функции: эмульгируют жиры; активируют липазу; обеспечивают всасывание высших жирных кислот, моноглицеридов и холестерина.Это обусловлено особенностями их строения, а именно тем, что онипредставляют собой поверхностно-активные вещества.

Желчные кислоты синтезируются в печени из холестерола и секретируются в желчный пузырь. Они присутствуют в желчи в конъюгированной форме, то есть в виде гликохолевой, гликодезоксихолевой, гликохенодезоксихолевой (около 2/3-4/5 всех желчных кислот) или таурохолевой, тауродезоксихолевой и таурохенодексихолевой (около 1/5-1/3 всех желчных кислот). Эти соединения иногда еще называют парными желчными кислотами, так как они состоят из двух компонентов – желчной кислоты и глицина или таурина.

Так как жиры - нерастворимые в воде соеди­нения, то они могут подвергаться действию фер­ментов, растворённых в воде только на границе раздела фаз вода/жир. Поэтому действию панк­реатической липазы, гидролизующей жиры, предшествует их эмульгирование.

Эмульги­рование (смешивание жира с водой) происхо­дит в тонком кишечнике под действием желчных кислот и их солей.

Считают, что только комбинация - соль желчной кислоты + ненасыщенная жирная кислота + моноглицерид - придает необходимую степень эмульгирования жира, в результате этого процесса круп­ные капли жира распадаются на множество мелких.

Соли желчных кислот резко уменьшают поверхностное натяжение на поверхности раздела жир/вода, благодаря чему они не только облегчают эмульгирование, но и стабилизируют уже образовавшуюся эмульсию. Эмульгированию способствует и пери­стальтика кишечника.

Эмульгирование приводит к увеличению пло­щади поверхности раздела фаз жир/вода, что ускоряет гидролиз жира панкреатической ли­пазой. В результате этого образуется очень тонкая жировая эмульсия, диаметр частиц которой не превышает 0,5 мкм. Такие эмульгированные жиры способны самостоятельно проходить через стенку кишечника и попадать в лимфатическую систему. Однако большая часть эмульгированного жира всасывается после гидролитического расщепления его панкреатическими липазами (липазами сока поджелудочной железы).

2. Фосфолипиды (фосфатиды) представляют собой соединение спирта глицерола или сфингозина с высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой. В их состав также входят азотсодержащие соединения холин, этаноламин, серин, циклический шестиатомный спирт инозитол (витамин В8).

Пищевые источники фосфолипидов

Доля фосфолипидов в пищевом жире невелика (не более 10%), это фосфолипиды клеточных мембран и жировых эмульсий. Источниками фосфолипидов является практически любой жир, используемый в пищу – любые растительные масла, свиной, говяжий и другой животный жир, жир молочных продуктов и сливочное масло. В результате фосфолипидов поступает около 8-10 г в сутки.

В организме человека наиболее распространены глицерофосфолипиды.

Глицерофосфолипиды

Жирные кислоты, входящие в состав этих фосфолипидов, неравноценны. Ко второму атому углерода присоединена, как правило, полиненасыщенная жирная кислота. При углероде С1 находятся любые кислоты, чаще мононенасыщеннные или насыщенные.

Наиболее простым глицерофосфолипидом является фосфатидная кислота (ФК) – промежуточное соединение для синтеза ТАГ и ФЛ.

Фосфатидилсерин (ФС), фосфатидилэтаноламин (ФЭА, кефалин), фосфатидилхолин (ФХ, лецитин) – структурные ФЛ, вместе с холестерином формируют липидный бислой клеточных мембран, обеспечивают активность мембранных ферментов, вязкость и проницаемость мембран.

Кроме этого, дипальмитоилфосфатидилхолин, являясь поверхностно-активным веществом, служит основным компонентом сурфактанта легочных альвеол. Его недостаток в легких недоношенных младенцев приводит к развитию синдрома дыхательной недостаточности.

Также фосфатидилхолин, являясь одним из важнейших компонентов желчи, поддерживает находящийся в ней холестерин в растворенном состоянии и, таким образом, препятствует образованию желчных камней.

Фосфатидилинозитол (ФИ) – играет ведущую роль в фосфолипид-кальциевом механизме передачи гормонального сигнала в клетку.

Лизофосфолипиды – продукт гидролиза фосфолипидов фосфолипазой А2, образуются при определенных стимулах, вызывающих в клетке синтез эйкозаноидов (простагландинов, лейкотриенов).

Гораздо более редким является кардиолипин – структурный фосфолипид в мембране митохондрий.

Плазмалогены при С1 содержат высший спирт вместо жирной кислоты. Они участвуют в построении структуры мембран, составляют до 10% фосфолипидов мозга и мышечной ткани.

Сфингофосфолипиды:

Основным представителем у человека являются сфингомиелины – основное их количество расположено в сером и белом веществе головного и спинного мозга, в оболочке аксонов периферической нервной системы, есть в печени, почках, эритроцитах и других тканях. В качестве жирных кислот выступают насыщенные и мононенасыщенные.

В нервной ткани сфингомиелин участвует в передаче нервного сигнала по аксонам. В последние годы активно разрабатывается роль сфинголипидов в регуляциивнутриклеточных процессов в качестве источника вторичного мессенджера церамида.